JP4729035B2 - Pressurized lamp annealing system - Google Patents

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Description

本発明は、加圧した状態でランプアニール処理ができる加圧式ランプアニール装置及び加圧式ランプアニール処理方法、並びに前記加圧式ランプアニール装置又は前記加圧式ランプアニール方法を用いて作製された薄膜及びその薄膜を備えた電子部品に関する。   The present invention relates to a pressure-type lamp annealing apparatus and a pressure-type lamp annealing method capable of performing a lamp-annealing process in a pressurized state, a thin film produced using the pressure-type lamp annealing apparatus or the pressure-type lamp annealing method, and the thin film The present invention relates to an electronic component having a thin film.

図５は、従来のランプアニール装置を示す構成図である。ランプ３０によって石英窓８０越しに基板１０にランプ光５０を照射する。基板１０は石英サセプタ９０に形成された突起で保持されている。フッ化バリウム１１０は、パイロメータ１２０で温度制御する場合、測定する波長領域の光を取り込むために配置している。温度制御する場合は、ガラス基板からの輻射光がフッ化バリウム１１０越しにパイロメータ１２０に入射し、温度をモニターすることでフィードバック制御を行う。図では、フッ化バリウム１１０の下に照度計６０が配置されているが、温度制御を行う場合は、照度計が自動的に移動し、フッ化バリウムを透過した光はパイロメータ１２０に到達する。   FIG. 5 is a block diagram showing a conventional lamp annealing apparatus. The lamp 30 irradiates the substrate 10 with the lamp light 50 through the quartz window 80. The substrate 10 is held by protrusions formed on the quartz susceptor 90. The barium fluoride 110 is arranged to capture light in the wavelength region to be measured when the temperature is controlled by the pyrometer 120. In the case of temperature control, the radiation light from the glass substrate enters the pyrometer 120 through the barium fluoride 110, and feedback control is performed by monitoring the temperature. In the figure, the illuminance meter 60 is arranged under the barium fluoride 110. However, when temperature control is performed, the illuminance meter automatically moves, and the light transmitted through the barium fluoride reaches the pyrometer 120.

ランプアニール処理を行う場合は、基板１０をチャンバー１００内に導入し、ドライポンプやターボ分子ポンプで排気し、電力制御によるランプアニール処理を行う（特許文献１参照）。   In the case of performing the lamp annealing process, the substrate 10 is introduced into the chamber 100, evacuated by a dry pump or a turbo molecular pump, and the lamp annealing process by power control is performed (see Patent Document 1).

特開２００２−１５１４２６号公報（第２７段落〜第３０段落、図５）JP 2002-151426 A (27th to 30th paragraphs, FIG. 5)

上記従来のランプアニール装置は、減圧状態でランプアニール処理を行うものである。しかし、アニール対象物によっては加圧した状態でランプアニール処理を行うことが求められる。例えば、アニール対象物が沸点の低い材料を含む場合、減圧又は常圧でアニール処理を行うとその材料の一部が気化してしまうが、加圧状態でランプアニール処理を行えば材料の気化を抑制できる。また、アニール処理によってアニール対象物を反応させるような場合、加圧状態でランプアニール処理を行うことにより、アニール対象物を瞬時に加熱し且つ反応を促進させることが可能となる。   The conventional lamp annealing apparatus performs lamp annealing in a reduced pressure state. However, depending on the object to be annealed, it is required to perform the lamp annealing process in a pressurized state. For example, when the annealing target contains a material having a low boiling point, a part of the material is vaporized when the annealing treatment is performed under reduced pressure or normal pressure. However, if the lamp annealing treatment is performed in a pressurized state, the material is vaporized. Can be suppressed. When the annealing target is reacted by annealing, the annealing target can be instantaneously heated and the reaction can be promoted by performing the lamp annealing process in a pressurized state.

本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、加圧した状態でランプアニール処理ができる加圧式ランプアニール装置及び加圧式ランプアニール処理方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、前記加圧式ランプアニール装置又は前記加圧式ランプアニール方法を用いて作製された薄膜及びその薄膜を備えた電子部品を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pressure-type lamp annealing apparatus and a pressure-type lamp annealing method capable of performing lamp annealing in a pressurized state. . Another object of the present invention is to provide a thin film manufactured using the pressure-type lamp annealing apparatus or the pressure-type lamp annealing method and an electronic component including the thin film.

上記課題を解決するため、本発明に係る加圧式ランプアニール装置は、被処理基板を導入する処理室と、
前記処理室内を加圧する加圧機構と、
前記被処理基板にランプ光を照射するランプヒータと、
を具備することを特徴とする。In order to solve the above problems, a pressure-type lamp annealing apparatus according to the present invention includes a processing chamber for introducing a substrate to be processed,
A pressurizing mechanism for pressurizing the processing chamber;
A lamp heater that irradiates the substrate with lamp light;
It is characterized by comprising.

上記加圧式ランプアニール装置によれば、処理室内を加圧する加圧機構を備えているため、加圧した状態でランプアニール処理を行うことができる。尚、前記ランプ光は例えば赤外線である。   According to the pressurization type lamp annealing apparatus, since the pressurizing mechanism for pressurizing the processing chamber is provided, the lamp annealing process can be performed in a pressurized state. The lamp light is, for example, infrared.

本発明に係る加圧式ランプアニール装置は、処理室と、
前記処理室内に配置され、被処理基板を保持する保持部と、
前記処理室内に加圧されたガスを導入するガス導入機構と、
前記処理室内のガスを排気するガス排気機構と、
前記処理室に接して配置された透明部材と、
前記処理室の外部に配置され、前記被処理基板にランプ光が前記透明部材を通して照射されるランプヒータと、
を具備することを特徴とする。A pressure type lamp annealing apparatus according to the present invention includes a processing chamber,
A holding unit disposed in the processing chamber and holding a substrate to be processed;
A gas introduction mechanism for introducing pressurized gas into the processing chamber;
A gas exhaust mechanism for exhausting the gas in the processing chamber;
A transparent member disposed in contact with the processing chamber;
A lamp heater that is disposed outside the processing chamber and irradiates lamp light to the substrate to be processed through the transparent member;
It is characterized by comprising.

上記加圧式ランプアニール装置によれば、加圧されたガスを導入するガス導入機構を備えているため、加圧した状態でランプアニール処理を行うことができる。   According to the pressurization type lamp annealing apparatus, since the gas introduction mechanism for introducing the pressurized gas is provided, the lamp annealing process can be performed in a pressurized state.

また、本発明に係る加圧式ランプアニール装置において、前記透明部材に接して配置された白色のＯリングをさらに具備することも可能である。
また、本発明に係る加圧式ランプアニール装置において、前記処理室の内表面に形成された反射膜をさらに具備することも可能である。The pressure-type lamp annealing apparatus according to the present invention may further include a white O-ring disposed in contact with the transparent member.
The pressure-type lamp annealing apparatus according to the present invention may further include a reflective film formed on the inner surface of the processing chamber.

また、本発明に係る加圧式ランプアニール装置において、前記透明部材に接して配置されたＯリングと、前記透明部材の表面に形成された、前記Ｏリングを前記ランプ光から遮るための反射膜と、をさらに具備することも可能である。
また、本発明に係る加圧式ランプアニール装置において、前記反射膜はＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｔｉからなる群から選択された一の金属を主成分とした膜によって形成されたものであることが好ましい。つまり、前記反射膜は、前記一の金属を主成分としたコーティング膜であり、例えば前記一の金属の合金や酸化物によって形成されたコーティング膜であることも可能である。Further, in the pressure-type lamp annealing apparatus according to the present invention, an O-ring disposed in contact with the transparent member, and a reflective film formed on the surface of the transparent member for shielding the O-ring from the lamp light It is also possible to further comprise.
In the pressure-type lamp annealing apparatus according to the present invention, the reflective film is formed of a film mainly composed of one metal selected from the group consisting of Al, Au, Ag, Cu, Pt, and Ti. Preferably there is. That is, the reflective film is a coating film containing the one metal as a main component, and may be a coating film formed of, for example, an alloy or oxide of the one metal.

また、本発明に係る加圧式ランプアニール装置において、前記透明部材の厚さｔは、アニール処理を行う際の前記処理室内の設計圧力をＰ（単位：Ｐａ）とし、前記処理室内から前記透明部材が圧力を受ける面の面積をＡ（単位：ｍｍ２）とし、前記透明部材の曲げ応力をσb（単位：Ｎ／ｍｍ２）としたときに下記式を満たすものであることを特徴とする加圧式ランプアニール装置。
１０（ＰＡ／σb）１／２≦ｔ≦７５（ＰＡ／σb）１／２ Further, in the pressure-type lamp annealing apparatus according to the present invention, the thickness t of the transparent member is P (unit: Pa) as a design pressure in the processing chamber when performing the annealing process, and the transparent member from the processing chamber When the area of the surface subjected to pressure is A (unit: mm 2 ) and the bending stress of the transparent member is σb (unit: N / mm 2 ), the following equation is satisfied: Pressure lamp annealing equipment.
10 (PA / σb) 1/2 ≦ t ≦ 75 (PA / σb) 1/2

また、本発明に係る加圧式ランプアニール装置において、前記保持部に保持される被処理基板の表面と略垂直方向の前記処理室の長さが５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。このように処理室の長さを５ｍｍ以上１００ｍｍ以下と短くすることにより、処理室内に配置された被処理基板とランプヒータとの間の距離を短くでき、それによって昇温レートを上げることができる。   In the pressure-type lamp annealing apparatus according to the present invention, it is preferable that the length of the processing chamber in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate to be processed held by the holding portion is 5 mm or more and 100 mm or less. In this way, by shortening the length of the processing chamber to 5 mm or more and 100 mm or less, the distance between the substrate to be processed and the lamp heater disposed in the processing chamber can be shortened, thereby increasing the temperature rising rate. .

また、本発明に係る加圧式ランプアニール装置において、前記ガス導入機構は、マスフローコントローラと、該マスフローコントローラの上流側と下流側の差圧を作るレギュレータと、をさらに具備することも可能である。
また、本発明に係る加圧式ランプアニール装置において、前記ガス導入機構は、前記処理室内にシャワー状のガスを供給するものであることが好ましい。
また、本発明に係る加圧式ランプアニール装置において、前記ガス排気機構は、前記処理室内のガスをシャワー状に排気するものであることが好ましい。In the pressure-type lamp annealing apparatus according to the present invention, the gas introduction mechanism may further include a mass flow controller and a regulator that creates a differential pressure between the upstream side and the downstream side of the mass flow controller.
In the pressurization type lamp annealing apparatus according to the present invention, it is preferable that the gas introduction mechanism supplies a shower-like gas into the processing chamber.
In the pressure-type lamp annealing apparatus according to the present invention, it is preferable that the gas exhaust mechanism exhausts the gas in the processing chamber in a shower shape.

また、本発明に係る加圧式ランプアニール装置において、前記処理室内に前記被処理基板を導入する導入口及び該導入口を開閉させる弁体を備えたゲートバルブと、前記弁体に接して配置され、前記弁体に対して前記処理室とは逆側に配置されたＯリングとをさらに具備することも可能である。これにより、処理室内が加圧された場合、弁体には処理室とは逆側に押されるような力が加えられるため、この場合にＯリングによって十分な気密性を確保することができる。
また、本発明に係る加圧式ランプアニール装置において、前記ガス導入機構によって前記処理室内にガスを導入しつつ前記処理室内のガスを前記ガス排気機構によって排気することにより、前記処理室内を加圧した状態で前記被処理基板をアニール処理するように制御する制御部をさらに具備することも可能である。
また、本発明に係る加圧式ランプアニール装置において、前記ガス導入機構によって前記処理室内にガスを導入しつつ前記処理室内のガスを前記ガス排気機構によって排気することにより前記処理室内を加圧した後、前記ガス導入機構及び前記ガス排気機構それぞれを停止させた状態で前記被処理基板をアニール処理するように制御する制御部をさらに具備することも可能である。Further, in the pressurization type lamp annealing apparatus according to the present invention, a gate valve including an introduction port for introducing the substrate to be processed into the processing chamber and a valve body for opening and closing the introduction port, and the valve body are disposed in contact with the valve body. It is also possible to further include an O-ring disposed on the opposite side of the processing chamber with respect to the valve body. As a result, when the processing chamber is pressurized, a force is applied to the valve body so as to be pushed to the opposite side of the processing chamber. In this case, sufficient airtightness can be secured by the O-ring.
Further, in the pressurization type lamp annealing apparatus according to the present invention, the processing chamber is pressurized by exhausting the gas in the processing chamber by the gas exhaust mechanism while introducing the gas into the processing chamber by the gas introduction mechanism. It is also possible to further include a control unit that controls the substrate to be processed to be annealed in a state.
Further, in the pressurization type lamp annealing apparatus according to the present invention, after the gas is introduced into the processing chamber by the gas introduction mechanism, the gas in the processing chamber is exhausted by the gas exhaust mechanism, and then the processing chamber is pressurized. It is also possible to further include a control unit that controls the substrate to be processed to be annealed in a state where the gas introduction mechanism and the gas exhaust mechanism are stopped.

本発明に係る加圧式ランプアニール処理方法は、加圧雰囲気中で基板にランプアニール処理を行うことを特徴とする。
また、本発明に係る加圧式ランプアニール処理方法において、前記基板は、該基板に有機金属材料が塗布されたものであることも可能である。
本発明に係る薄膜は、前述した加圧式ランプアニール装置によって加圧式ランプアニール処理が施されたことを特徴とする。
本発明に係る電子部品は、前記薄膜を有することを特徴とする。
また、本発明に係る電子部品は、基板上に形成された薄膜であって、該薄膜は加圧雰囲気中でランプアニール処理が施されていることを特徴とする。The pressure-type lamp annealing method according to the present invention is characterized in that lamp annealing is performed on a substrate in a pressurized atmosphere.
In the pressure-type lamp annealing method according to the present invention, the substrate may be one obtained by applying an organometallic material to the substrate.
The thin film according to the present invention is characterized in that a pressure-type lamp annealing treatment is performed by the pressure-type lamp annealing apparatus described above.
The electronic component according to the present invention includes the thin film.
The electronic component according to the present invention is a thin film formed on a substrate, and the thin film is subjected to lamp annealing in a pressurized atmosphere.

以上説明したように本発明によれば、加圧した状態でランプアニール処理ができる加圧式ランプアニール装置及び加圧式ランプアニール処理方法を提供することができる。また、他の本発明によれば、前記加圧式ランプアニール装置又は前記加圧式ランプアニール方法を用いて作製された薄膜及びその薄膜を備えた電子部品を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a pressure-type lamp annealing apparatus and a pressure-type lamp annealing method that can perform lamp annealing in a pressurized state. According to another aspect of the present invention, a thin film manufactured using the pressure-type lamp annealing apparatus or the pressure-type lamp annealing method and an electronic component including the thin film can be provided.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態による加圧式ランプアニール装置の構成を示す断面図である。図２は、図１に示すチャンバー及び筐体それぞれと石英ガラスとのシール部を拡大した断面図である。この加圧式ランプアニール装置は、加圧した状態でランプアニール処理（ＲＴＡ；rapid thermal anneal）を行うものである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a pressure-type lamp annealing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a seal portion between the chamber and the housing shown in FIG. 1 and quartz glass. This pressure-type lamp annealing apparatus performs a lamp annealing process (RTA; rapid thermal anneal) in a pressurized state.

図１に示すように、加圧式ランプアニール装置はＡｌ製のチャンバー１を有している。チャンバー１の肉厚は従来の減圧式ランプアニール装置に比べて厚く形成されている。このチャンバー１の内表面１ａには表面処理が施されている。つまり、チャンバー１のない表面１ａには反射膜が形成されている。具体的な表面処理としては、Ａｕメッキ処理又はシュウ酸アルマイト処理を用いることが可能である。これにより、チャンバー１の内表面１ａにはＡｕメッキ膜又はシュウ酸アルマイト膜が形成され、このＡｕメッキ膜又はシュウ酸アルマイト膜でランプ光を反射させることができる。その結果、昇温レートを上げることができる。また、消費電力を少なくすることができる。また、チャンバー１は図示せぬ冷却機構によって水冷されるように構成されている。
尚、本実施の形態では、前記表面処理としてＡｕメッキ処理又はシュウ酸アルマイト処理を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｔｉからなる群から選択された一の金属を主成分としたコーティング膜を用いることも可能である。As shown in FIG. 1, the pressure-type lamp annealing apparatus has an Al chamber 1. The thickness of the chamber 1 is formed thicker than that of a conventional reduced pressure lamp annealing apparatus. The inner surface 1a of the chamber 1 is subjected to surface treatment. That is, a reflective film is formed on the surface 1a without the chamber 1. As a specific surface treatment, Au plating treatment or oxalic acid alumite treatment can be used. Thereby, an Au plating film or an oxalate alumite film is formed on the inner surface 1a of the chamber 1, and the lamp light can be reflected by the Au plating film or the oxalate alumite film. As a result, the temperature increase rate can be increased. In addition, power consumption can be reduced. The chamber 1 is configured to be water cooled by a cooling mechanism (not shown).
In this embodiment, Au plating treatment or oxalic acid alumite treatment is used as the surface treatment. However, the present invention is not limited to this, and Al, Au, Ag, Cu, Pt, Ti are used. It is also possible to use a coating film whose main component is one metal selected from the group.

チャンバー１内には被処理基板としてのウエハ２を載置する載置台３が設けられている。載置台３はランプ光が透過する材料、例えば石英で形成されている。載置台３の上方には石英ガラス４が配置されている。この石英ガラス４は、略円柱部４ａとその上部の周囲に形成された鍔部４ｂから構成されている。石英ガラスの略円柱部４ａは、チャンバー内が加圧されるために従来の減圧式ランプアニール装置に比べて厚く形成されている。   In the chamber 1, a mounting table 3 for mounting a wafer 2 as a substrate to be processed is provided. The mounting table 3 is made of a material that transmits lamp light, for example, quartz. A quartz glass 4 is disposed above the mounting table 3. The quartz glass 4 is composed of a substantially cylindrical portion 4a and a flange portion 4b formed around the upper portion thereof. The substantially cylindrical portion 4a of quartz glass is formed thicker than the conventional reduced pressure lamp annealing apparatus because the inside of the chamber is pressurized.

石英ガラスの略円柱部４ａの厚さの決定方法について説明する。
設計圧力（例えば使用圧力×１．２倍）をＰ（単位：Ｐａ）とし、圧力を受ける面の面積をＡ（単位：ｍｍ２）とし、石英ガラスの曲げ応力をσb（単位：Ｎ／ｍｍ２）とした場合の石英ガラスの厚さｔは、下記式（１）を満たすことが好ましい。
１０（ＰＡ／σb）１／２≦ｔ≦７５（ＰＡ／σb）１／２・・・（１）A method for determining the thickness of the substantially cylindrical portion 4a of quartz glass will be described.
The design pressure (for example, operating pressure x 1.2 times) is P (unit: Pa), the area of the pressure receiving surface is A (unit: mm 2 ), and the bending stress of quartz glass is σb (unit: N / mm). The thickness t of the quartz glass in the case of 2 ) preferably satisfies the following formula (1).
10 (PA / σb) 1/2 ≦ t ≦ 75 (PA / σb) 1/2 (1)

石英ガラス４の上にはランプヒータ５が配置されており、このランプヒータ５は金属製の筐体６の内部に配置されている。筐体６の上部には排気ダクト７が接続されており、この排気ダクト７は筐体６内の熱を排気するものである。   A lamp heater 5 is disposed on the quartz glass 4, and the lamp heater 5 is disposed inside a metal housing 6. An exhaust duct 7 is connected to the upper portion of the housing 6, and the exhaust duct 7 exhausts heat in the housing 6.

図２に示すように、石英ガラスの鍔部４ｂの上部と筐体６との間には白色のＯリング５８が配置されており、筐体６とチャンバー１との間には黒色のＯリング５９が配置されている。これらのＯリング５８，５９は処理室５５内の気密性を保持するものである。白色のＯリング５８を用いる理由は、例えば黒色のＯリングを用いるとランプヒータ５からのランプ光６１によってＯリングが融けてしまうが、白色のＯリングを用いるとランプ光６１によってＯリングが融けることを抑制できるからである。尚、ここでは白色のＯリングを用いているが、これに限定されるものではなく、石英ガラスの鍔部４ｂの少なくとも一部に表面処理を施すことにより黒色などの色の付いたＯリングを用いることも可能である。具体的には、ランプヒータ５のランプ光６１からＯリングを遮光するように石英ガラスの鍔部４ｂにＡｕメッキ処理などの表面処理を行う。これにより、ランプ光やその反射光を表面処理したＡｕメッキ膜などの反射膜によって反射させることができ、その結果、Ｏリングが融けるのを抑制することができる。   As shown in FIG. 2, a white O-ring 58 is disposed between the upper portion of the quartz glass flange 4 b and the housing 6, and a black O-ring is disposed between the housing 6 and the chamber 1. 59 is arranged. These O-rings 58 and 59 maintain the airtightness in the processing chamber 55. The reason why the white O-ring 58 is used is that, for example, when the black O-ring is used, the O-ring is melted by the lamp light 61 from the lamp heater 5, but when the white O-ring is used, the O-ring is melted by the lamp light 61. This is because it can be suppressed. Although a white O-ring is used here, the present invention is not limited to this, and an O-ring with a color such as black can be obtained by applying a surface treatment to at least a part of the flange 4b of the quartz glass. It is also possible to use it. Specifically, surface treatment such as Au plating is performed on the flange 4b of the quartz glass so as to shield the O-ring from the lamp light 61 of the lamp heater 5. Thereby, the lamp light and the reflected light can be reflected by a reflective film such as a surface-treated Au plating film, and as a result, melting of the O-ring can be suppressed.

前記載置台３の下方に位置するチャンバー１の下部には窓が設けられており、この窓にはフッ化カルシウム８が配置されている。フッ化カルシウム８の下方には放射温度計９が配置されている。フッ化カルシウム８は、放射温度計９で被処理基板の温度を測定するために、測定する波長領域の光（波長５μｍの赤外線）を取り込むために配置している。   A window is provided in the lower part of the chamber 1 located below the mounting table 3, and calcium fluoride 8 is disposed in this window. A radiation thermometer 9 is disposed below the calcium fluoride 8. In order to measure the temperature of the substrate to be processed by the radiation thermometer 9, the calcium fluoride 8 is arranged to take in light in the wavelength region to be measured (infrared ray having a wavelength of 5 μm).

チャンバー１内に形成される処理室５５は狭い方が好ましい。その理由は、所定の圧力まで加圧するのに必要な時間を短くすることができるからである。また、処理室５５内の高さ１１は低い方が好ましい。その理由は、処理室５５内に配置されたウエハ２とランプヒータ５との間の距離を短くでき、それによって昇温レートを上げることができるからである。具体的な処理室５５内の高さ１１としては、例えば６インチウエハを被処理基板とした場合、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下がより好ましく、２２ｍｍ程度がさらに好ましい。   The processing chamber 55 formed in the chamber 1 is preferably narrow. This is because the time required to pressurize to a predetermined pressure can be shortened. Further, the height 11 in the processing chamber 55 is preferably low. The reason is that the distance between the wafer 2 and the lamp heater 5 disposed in the processing chamber 55 can be shortened, thereby increasing the temperature raising rate. The specific height 11 in the processing chamber 55 is preferably 5 mm or more and 100 mm or less, more preferably 5 mm or more and 50 mm or less, and even more preferably about 22 mm when a 6-inch wafer is a substrate to be processed.

チャンバー１内の処理室５５は加圧ライン（加圧機構）１２に接続されている。加圧ライン１２は、アルゴンガスによる加圧ライン、酸素ガスによる加圧ライン及び窒素ガスによる加圧ラインを有している。   The processing chamber 55 in the chamber 1 is connected to a pressurization line (pressurization mechanism) 12. The pressurization line 12 has a pressurization line using argon gas, a pressurization line using oxygen gas, and a pressurization line using nitrogen gas.

アルゴンガスによる加圧ラインはアルゴンガス供給源１３を備え、このアルゴンガス供給源１３は第１配管を介して逆止弁１４に接続されており、この逆止弁１４は第２配管を介して不純物を除去するためのフィルタ１７に接続されている。このフィルタ１７は第３配管を介してバルブ２３に接続されており、第３配管は圧力計２０に接続されている。バルブ２３は第４配管を介してレギュレータ２６に接続されており、このレギュレータ２６は第５配管を介してマスフローコントローラ３１に接続されている。レギュレータ２６は、ガスの圧力を徐々に上げることによりマスフローコントローラ３１の上流側と下流側の差圧を所定圧に設定するものである。マスフローコントローラ３１は第６配管を介してバルブ３４に接続されており、このバルブ３４は第７配管を介して加熱ユニット３７に接続されている。加熱ユニット３７は、プロセスを安定させるためにガス温度を一定（例えば４０〜５０℃程度）にするものである。加熱ユニット３７は第８配管５１を介してチャンバー１内の処理室５５に接続されている。   The argon gas pressurization line includes an argon gas supply source 13 which is connected to a check valve 14 via a first pipe, and the check valve 14 is connected via a second pipe. It is connected to a filter 17 for removing impurities. The filter 17 is connected to the valve 23 via a third pipe, and the third pipe is connected to the pressure gauge 20. The valve 23 is connected to a regulator 26 via a fourth pipe, and this regulator 26 is connected to the mass flow controller 31 via a fifth pipe. The regulator 26 sets the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the mass flow controller 31 to a predetermined pressure by gradually increasing the gas pressure. The mass flow controller 31 is connected to a valve 34 via a sixth pipe, and this valve 34 is connected to a heating unit 37 via a seventh pipe. The heating unit 37 makes the gas temperature constant (for example, about 40 to 50 ° C.) in order to stabilize the process. The heating unit 37 is connected to the processing chamber 55 in the chamber 1 through the eighth pipe 51.

酸素ガスによる加圧ラインは、アルゴンガスによる加圧ラインと同様に構成されている。詳細には、酸素ガスによる加圧ラインは酸素ガス供給源２９を備え、この酸素ガス供給源２９は第１配管を介して逆止弁１５に接続されており、この逆止弁１５は第２配管を介して不純物を除去するためのフィルタ１８に接続されている。このフィルタ１８は第３配管を介してバルブ２４に接続されており、第３配管は圧力計２１に接続されている。バルブ２４は第４配管を介してレギュレータ２７に接続されており、このレギュレータ２７は第５配管を介してマスフローコントローラ３２に接続されている。マスフローコントローラ３２は第６配管を介してバルブ３５に接続されており、このバルブ３５は第７配管を介して加熱ユニット３７に接続されている。加熱ユニット３７は第８配管５１を介してチャンバー１内の処理室５５に接続されている。   The pressurization line using oxygen gas is configured in the same manner as the pressurization line using argon gas. In detail, the pressurization line by oxygen gas is provided with the oxygen gas supply source 29, This oxygen gas supply source 29 is connected to the check valve 15 via the 1st piping, and this check valve 15 is 2nd. It is connected to a filter 18 for removing impurities through a pipe. The filter 18 is connected to the valve 24 via a third pipe, and the third pipe is connected to a pressure gauge 21. The valve 24 is connected to a regulator 27 via a fourth pipe, and this regulator 27 is connected to the mass flow controller 32 via a fifth pipe. The mass flow controller 32 is connected to a valve 35 via a sixth pipe, and this valve 35 is connected to the heating unit 37 via a seventh pipe. The heating unit 37 is connected to the processing chamber 55 in the chamber 1 through the eighth pipe 51.

窒素ガスによる加圧ラインは、アルゴンガスによる加圧ラインと同様に構成されている。詳細には、窒素ガスによる加圧ラインは窒素ガス供給源３８を備え、この窒素ガス供給源３８は第１配管を介して逆止弁１６に接続されており、この逆止弁１６は第２配管を介して不純物を除去するためのフィルタ１９に接続されている。このフィルタ１９は第３配管を介してバルブ２５に接続されており、第３配管は圧力計２２に接続されている。バルブ２５は第４配管を介してレギュレータ２８に接続されており、このレギュレータ２８は第５配管を介してマスフローコントローラ３３に接続されている。マスフローコントローラ３３は第６配管を介してバルブ３６に接続されており、このバルブ３６は第７配管を介して加熱ユニット３７に接続されている。加熱ユニット３７は第８配管５１を介してチャンバー１内の処理室５５に接続されている。   The pressurization line using nitrogen gas is configured in the same manner as the pressurization line using argon gas. In detail, the pressurization line by nitrogen gas is provided with the nitrogen gas supply source 38, and this nitrogen gas supply source 38 is connected to the non-return valve 16 via the 1st piping, This non-return valve 16 is 2nd. It is connected to a filter 19 for removing impurities through a pipe. The filter 19 is connected to the valve 25 via a third pipe, and the third pipe is connected to a pressure gauge 22. The valve 25 is connected to a regulator 28 via a fourth pipe, and this regulator 28 is connected to the mass flow controller 33 via a fifth pipe. The mass flow controller 33 is connected to a valve 36 via a sixth pipe, and this valve 36 is connected to the heating unit 37 via a seventh pipe. The heating unit 37 is connected to the processing chamber 55 in the chamber 1 through the eighth pipe 51.

また、チャンバー１内の処理室５５は圧力調整ラインに接続されている。この圧力調整ライン及び前記加圧ライン１２によってチャンバー１内の処理室を所定の圧力（例えば１ＭＰａ未満）に加圧できるようになっている。前記圧力調整ラインは可変バルブ３９を備えており、この可変バルブ３９の一方側は第９配管５２を介してチャンバー内の処理室に接続されている。第９配管５２は圧力計４０に接続されており、この圧力計４０によって処理室５５内の圧力を測定できるようになっている。可変バルブ３９の他方側は第１０配管に接続されている。   The processing chamber 55 in the chamber 1 is connected to a pressure adjustment line. The pressure adjusting line and the pressurizing line 12 can pressurize the processing chamber in the chamber 1 to a predetermined pressure (for example, less than 1 MPa). The pressure adjustment line includes a variable valve 39, and one side of the variable valve 39 is connected to a processing chamber in the chamber via a ninth pipe 52. The ninth pipe 52 is connected to the pressure gauge 40, and the pressure inside the processing chamber 55 can be measured by the pressure gauge 40. The other side of the variable valve 39 is connected to the tenth pipe.

また、チャンバー１内の処理室５５は安全ラインに接続されている。この安全ラインは、処理室５５内が異常に加圧され過ぎてある一定の圧力以上になった時に処理室内を大気圧まで下げるためのものである。安全ラインは開放バルブ４１を備えている。この開放バルブ４１の一方側は第９配管５２を介してチャンバー内の処理室５５に接続されており、開放バルブ４１の他方側は第１０配管に接続されている。開放バルブ４１はある一定の圧力がかかるとガス流れるようになっている。   The processing chamber 55 in the chamber 1 is connected to a safety line. This safety line is for lowering the inside of the processing chamber to the atmospheric pressure when the inside of the processing chamber 55 is excessively pressurized and exceeds a certain pressure. The safety line is provided with an open valve 41. One side of the release valve 41 is connected to a processing chamber 55 in the chamber via a ninth pipe 52, and the other side of the release valve 41 is connected to a tenth pipe. The release valve 41 is configured to flow gas when a certain pressure is applied.

また、チャンバー１内の処理室５５は大気開放ラインに接続されている。この大気開放ラインは、正常に加圧された処理室５５内を大気圧に戻すものである。大気開放ラインは開放バルブ４２を備えている。この開放バルブ４２の一方側は第９配管５２を介してチャンバー内の処理室５５に接続されており、開放バルブ４２の他方側は第１０配管に接続されている。開放バルブ４２は、処理室５５内を大気圧に戻すために該処理室内のガスを徐々に流すようになっている。   Further, the processing chamber 55 in the chamber 1 is connected to an air release line. This atmosphere release line returns the inside of the processing chamber 55 that has been normally pressurized to atmospheric pressure. The atmosphere opening line is provided with an opening valve 42. One side of the open valve 42 is connected to a processing chamber 55 in the chamber via a ninth pipe 52, and the other side of the open valve 42 is connected to a tenth pipe. The opening valve 42 gradually allows the gas in the processing chamber to flow in order to return the processing chamber 55 to atmospheric pressure.

また、チャンバー１内の処理室５５は減圧状態から大気圧に戻すラインに接続されている。このラインは、処理室５５内が減圧状態（真空状態）となっている場合に、減圧状態から大気圧に戻すものである。前記ラインはリークバルブ４３を備えている。このリークバルブ４３の一方側は第９配管５２を介してチャンバー内の処理室５５に接続されており、リークバルブ４３の他方側は第１１配管を介して逆止弁４４に接続されている。この逆止弁４４は第１２配管を介して窒素ガス供給源４５に接続されている。つまり、前記ラインは、窒素ガス供給源４５から逆止弁４４、リークバルブ４３を介して処理室５５内に窒素ガスを徐々に導入することにより処理室内を大気圧に戻すようになっている。
また、チャンバー１内の処理室５５は、該処理室内を減圧状態にするための真空排気ラインに接続されている。この真空排気ラインはバルブ６９を有しており、このバルブ６９の一端は配管を介して処理室内に接続されている。バルブ６９の他端は配管を介して真空ポンプ７０に接続されている。この真空排気ラインは、例えば加圧ＲＴＡを行う前に一度真空排気を行う場合などに使用される。Further, the processing chamber 55 in the chamber 1 is connected to a line for returning the pressure from the reduced pressure state to the atmospheric pressure. This line is for returning from the reduced pressure state to the atmospheric pressure when the inside of the processing chamber 55 is in a reduced pressure state (vacuum state). The line includes a leak valve 43. One side of the leak valve 43 is connected to a processing chamber 55 in the chamber through a ninth pipe 52, and the other side of the leak valve 43 is connected to a check valve 44 through an eleventh pipe. This check valve 44 is connected to a nitrogen gas supply source 45 through a twelfth pipe. That is, the line is configured to return the processing chamber to atmospheric pressure by gradually introducing nitrogen gas into the processing chamber 55 from the nitrogen gas supply source 45 through the check valve 44 and the leak valve 43.
The processing chamber 55 in the chamber 1 is connected to a vacuum exhaust line for bringing the processing chamber into a reduced pressure state. The evacuation line has a valve 69, and one end of the valve 69 is connected to the processing chamber via a pipe. The other end of the valve 69 is connected to the vacuum pump 70 via a pipe. This evacuation line is used, for example, when evacuating once before performing pressurized RTA.

前記筐体６及びランプヒータ５それぞれは配管を介してドライエアー供給源４６に接続されている。ドライエアー供給源４６からドライエアーを筐体内及びランプヒータ内に導入することにより、筐体内及びランプヒータ内に溜まる熱を排気ダクト７から排気することができる。   Each of the housing 6 and the lamp heater 5 is connected to a dry air supply source 46 through a pipe. By introducing dry air from the dry air supply source 46 into the housing and the lamp heater, the heat accumulated in the housing and the lamp heater can be exhausted from the exhaust duct 7.

図３は、図１に示す加圧式ランプアニール装置をチャンバー内で切断した平面図である。チャンバー１内の処理室５５の平面形状は略円形である。加圧ライン１２から導入されるアルゴンガス、酸素ガス及び窒素ガスそれぞれは、ウエハ２の表面と略平行方向にシャワー状に分散させながらウエハ２上に供給されるようになっている。このウエハ上に供給されたガスは、ウエハ２の表面と略平行方向に並べられた複数のシャワー状ガス通路４８から排気されるようになっている。詳細には、前記第８配管５１はシャワー状ガス通路４７に接続されており、前記第９配管５２はシャワー状ガス通路４８に接続されている。シャワー状ガス通路４７，４８はチャンバー１に形成されている。このようにガスをシャワー状に分散させながら流し、且つシャワー状ガス通路４８を通して排気することにより、ウエハ２上に均一性よくガスを供給することが可能となる。   FIG. 3 is a plan view of the pressure-type lamp annealing apparatus shown in FIG. 1 cut in a chamber. The planar shape of the processing chamber 55 in the chamber 1 is substantially circular. Argon gas, oxygen gas, and nitrogen gas introduced from the pressurization line 12 are supplied onto the wafer 2 while being dispersed in a shower shape in a direction substantially parallel to the surface of the wafer 2. The gas supplied onto the wafer is exhausted from a plurality of shower-like gas passages 48 arranged in a direction substantially parallel to the surface of the wafer 2. Specifically, the eighth pipe 51 is connected to the shower-like gas passage 47, and the ninth pipe 52 is connected to the shower-like gas passage 48. Shower-like gas passages 47 and 48 are formed in the chamber 1. In this way, the gas can be supplied to the wafer 2 with good uniformity by flowing the gas in a shower-like manner and exhausting it through the shower-like gas passage 48.

チャンバー１の一方側にはゲートバルブ４９が配置されており、このゲートバルブ４９の近傍にはウエハを搬送する搬送ロボット５３が配置されている。搬送ロボット５３の近傍にはウエハを収容するカセット５４が配置されている。ゲートバルブ４９を開いた状態で、チャンバー内の処理室５５にウエハ２を搬送ロボット５３により搬入、搬出するようになっている。   A gate valve 49 is disposed on one side of the chamber 1, and a transfer robot 53 for transferring a wafer is disposed in the vicinity of the gate valve 49. In the vicinity of the transfer robot 53, a cassette 54 for storing wafers is arranged. With the gate valve 49 opened, the wafer 2 is carried into and out of the processing chamber 55 in the chamber by the transfer robot 53.

図４は、図３に示すゲートバルブの一部及び搬送ロボットを示す断面図である。ゲートバルブ４９はバルブ本体４９ａを有しており、このバルブ本体４９ａには開口部４９ｂが設けられている。この開口部（導入口）４９ｂは、ウエハ２を導入するためのものであってチャンバー内の処理室５５とチャンバー外部とを繋ぐように形成されている。バルブ本体４９ａの内部には弁体４９ｃが配置されており、この弁体４９ｃを矢印のように上下移動させることで開口部４９ｂの開閉を行うことができる。弁体４９ｃとバルブ本体４９ａとの間にはＯリング５６が配置されており、このＯリング５６によって処理室５５内の気密性を保持できるようになっている。   4 is a cross-sectional view showing a part of the gate valve and the transfer robot shown in FIG. The gate valve 49 has a valve body 49a, and the valve body 49a is provided with an opening 49b. The opening (introduction port) 49b is for introducing the wafer 2 and is formed so as to connect the processing chamber 55 in the chamber and the outside of the chamber. A valve body 49c is arranged inside the valve main body 49a, and the opening 49b can be opened and closed by moving the valve body 49c up and down as indicated by an arrow. An O-ring 56 is disposed between the valve body 49c and the valve main body 49a, and the O-ring 56 can maintain airtightness in the processing chamber 55.

Ｏリング５６は開口部４９ｂ内において処理室５５とは逆側（即ちチャンバー外部側）に位置している。その理由は、処理室５５内が加圧された場合、弁体４９ｃにはチャンバー外部側に押されるような力が加えられるため、この場合にもＯリング５６によって十分な気密性を確保できるからである。   The O-ring 56 is located on the side opposite to the processing chamber 55 (that is, the outside of the chamber) in the opening 49b. The reason is that when the inside of the processing chamber 55 is pressurized, a force that is pushed to the outside of the chamber is applied to the valve body 49c. In this case as well, sufficient airtightness can be secured by the O-ring 56. It is.

次に、電子部品を作製する方法の一例として、上記加圧式ランプアニール装置を用いて有機金属材料の一例であるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）強誘電体キャパシタを作製する方法について説明する。
まず、６インチのシリコンウエハ上に熱酸化法によりシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を形成し、このシリコン酸化膜上に下部電極を形成する。次いで、この下部電極上にゾルゲル法によりＰＺＴ膜を塗布し、このＰＺＴ膜上に上部電極を形成する。Next, as an example of a method of manufacturing an electronic component, a method of manufacturing a PZT (lead zirconate titanate) ferroelectric capacitor, which is an example of an organometallic material, using the pressure-type lamp annealing apparatus will be described.
First, a silicon oxide film (SiO 2 film) is formed on a 6-inch silicon wafer by thermal oxidation, and a lower electrode is formed on the silicon oxide film. Next, a PZT film is applied on the lower electrode by a sol-gel method, and an upper electrode is formed on the PZT film.

この後、上記加圧式ランプアニール装置を用いて酸素雰囲気中で６００℃、１分間のＲＴＡ処理を行う。以下、詳細に説明する。   Thereafter, RTA treatment is performed at 600 ° C. for 1 minute in an oxygen atmosphere using the above-described pressure-type lamp annealing apparatus. Details will be described below.

図３及び図４に示すゲートバルブ４９の開口部を開き、搬送ロボット５３により前記シリコンウエハを処理室５５内に導入し、図１に示す載置台３上に前記シリコンウエハを載置する。次いで、ゲートバルブ４９の開口部を閉じ、加圧ライン１２の酸素ガス供給源２９から第１配管、逆止弁１５、第２配管、フィルタ１８、第３配管、バルブ２４、第４配管、レギュレータ２７、第５配管、マスフローコントローラ３２、第６配管、バルブ３５、第７配管、加熱ユニット３７、第８配管５１を通して酸素ガスを処理室５５内に導入する。これと共に、圧力調整ラインの可変バルブ３９を徐々に閉じていくことにより、処理室５５内を酸素雰囲気としながら徐々に加圧する。そして、処理室５５内は１ＭＰａ未満の所定の圧力まで加圧され、その圧力で維持される。   The opening of the gate valve 49 shown in FIGS. 3 and 4 is opened, the silicon wafer is introduced into the processing chamber 55 by the transfer robot 53, and the silicon wafer is placed on the mounting table 3 shown in FIG. Next, the opening of the gate valve 49 is closed, and the first piping, the check valve 15, the second piping, the filter 18, the third piping, the valve 24, the fourth piping, the regulator from the oxygen gas supply source 29 of the pressurization line 12 are provided. 27, oxygen gas is introduced into the processing chamber 55 through the fifth pipe, the mass flow controller 32, the sixth pipe, the valve 35, the seventh pipe, the heating unit 37, and the eighth pipe 51. At the same time, by gradually closing the variable valve 39 of the pressure adjustment line, the inside of the processing chamber 55 is gradually pressurized while maintaining an oxygen atmosphere. The inside of the processing chamber 55 is pressurized to a predetermined pressure of less than 1 MPa and maintained at that pressure.

次に、ランプヒータ５から石英ガラス４を通してランプ光をシリコンウエハに照射する。これにより、ＰＺＴ膜が６００℃まで急速に加熱され、６００℃の温度で１分間保持される。その結果、ＰＺＴと酸素が素早く反応され、ＰＺＴ膜が結晶化される。   Next, the silicon wafer is irradiated with lamp light from the lamp heater 5 through the quartz glass 4. As a result, the PZT film is rapidly heated to 600 ° C. and held at a temperature of 600 ° C. for 1 minute. As a result, PZT and oxygen are reacted rapidly, and the PZT film is crystallized.

次いで、ランプヒータ５を停止させることにより、ＰＺＴ膜は急速に冷却される。次いで、加圧ライン１２の酸素供給源からの酸素の供給を停止し、大気開放ラインの開放バルブ４２を開き、処理室５５内を大気圧に戻す。   Next, by stopping the lamp heater 5, the PZT film is rapidly cooled. Next, the supply of oxygen from the oxygen supply source of the pressurization line 12 is stopped, the release valve 42 of the atmosphere release line is opened, and the inside of the processing chamber 55 is returned to atmospheric pressure.

上記ＲＴＡ処理によれば、加圧状態でアニール処理を行うため、ＰＺＴ中の沸点の低い材料が気化されるのを抑制できると共に、ＰＺＴと酸素との反応を促進させることができる。また、ＰＺＴ膜を瞬時に６００℃まで昇温するため、ＰＺＴ膜中の酸素欠陥の発生を抑制でき、結晶性の良いＰＺＴ膜を作製することができる。   According to the RTA treatment, since the annealing treatment is performed in a pressurized state, it is possible to suppress the vaporization of a material having a low boiling point in PZT, and to promote the reaction between PZT and oxygen. Further, since the temperature of the PZT film is instantaneously increased to 600 ° C., generation of oxygen defects in the PZT film can be suppressed, and a PZT film with good crystallinity can be manufactured.

尚、上記実施の形態では、加圧ライン１２によって処理室５５内に酸素ガスを導入しつつ処理室５５内のガスを排気することにより、処理室５５内を加圧した状態で被処理基板をアニール処理しているが、加圧ライン１２によって処理室５５内にガスを導入しつつ処理室５５内のガスを排気することにより処理室５５内を加圧した後、バルブ３５及び可変バルブ３９それぞれを停止させ、処理室５５内を加圧した状態で被処理基板をアニール処理することも可能である。また、これらの制御は、図示せぬ制御部によって行われる。   In the above embodiment, the substrate to be processed is pressurized in the processing chamber 55 by exhausting the gas in the processing chamber 55 while introducing the oxygen gas into the processing chamber 55 through the pressurization line 12. Although annealing is performed, the gas inside the processing chamber 55 is exhausted while the gas is introduced into the processing chamber 55 through the pressurization line 12, and then the inside of the processing chamber 55 is pressurized. It is also possible to anneal the substrate to be processed while stopping the process and pressurizing the inside of the processing chamber 55. These controls are performed by a control unit (not shown).

次に、上記加圧式ランプアニール装置によるランプアニール処理実験及びその結果について説明する。
図６は、上記加圧式ランプアニール装置によってランプアニール処理を施すウエハ２を示す平面図である。参照符号６２〜６５は、ウエハ２にランプアニール処理を施した際にウエハ２の表面上の温度を測定した位置を示すものである。ウエハ２の直径は１５０ｍｍであり、測定位置６２と測定位置６５との間の距離は１４０ｍｍである。Next, a description will be given of a lamp annealing treatment experiment and its result by the pressure type lamp annealing apparatus.
FIG. 6 is a plan view showing the wafer 2 subjected to the lamp annealing process by the pressure type lamp annealing apparatus. Reference numerals 62 to 65 indicate positions at which the temperature on the surface of the wafer 2 is measured when the lamp 2 is subjected to the lamp annealing process. The diameter of the wafer 2 is 150 mm, and the distance between the measurement position 62 and the measurement position 65 is 140 mm.

図７は、６００℃の温度、酸素ガスによって０．９ＭＰａの圧力で加圧式ランプアニール処理を施した際のウエハ上の測定位置６２〜６５それぞれの温度と時間の関係を示すグラフである。
図７によれば、ヒーターを予備加熱する為にオンした際の測定位置６３の温度が４１．０℃であり、ＲＴＡ（実プロセス）を行う為にヒーターをオンした際の測定位置６３の温度が８６．９℃であり、実プロセスの昇温レートが１０７℃／秒であり、６００℃になるまで約４．８秒要し、６００℃まで昇温された直後のオーバーシュート６７が４．５℃であった。FIG. 7 is a graph showing the relationship between temperature and time at each of the measurement positions 62 to 65 on the wafer when the pressure-type lamp annealing process is performed at a temperature of 600 ° C. and a pressure of 0.9 MPa with oxygen gas.
According to FIG. 7, the temperature at the measurement position 63 when the heater is turned on to preheat the heater is 41.0 ° C., and the temperature at the measurement position 63 when the heater is turned on to perform the RTA (actual process). Is 86.9 ° C., the temperature increase rate of the actual process is 107 ° C./second, and it takes about 4.8 seconds to reach 600 ° C., and the overshoot 67 immediately after the temperature is raised to 600 ° C. is 4. It was 5 ° C.

図８は、７００℃の温度、酸素ガスによって０．９ＭＰａの圧力で加圧式ランプアニール処理を施した際のウエハ上の測定位置６２〜６５それぞれの温度と時間の関係を示すグラフである。
図８によれば、ヒーターを予備加熱する為にオンした際の測定位置６３の温度が９９．５℃であり、ＲＴＡ（実プロセス）を行う為にヒーターをオンした際の測定位置６３の温度が１４４．５℃であり、実プロセスの昇温レートが１１０．１℃／秒であり、７００℃まで昇温された直後のオーバーシュート６７が４．７℃であった。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the temperature and the time at each of the measurement positions 62 to 65 on the wafer when the pressure lamp annealing process is performed at a temperature of 700 ° C. and a pressure of 0.9 MPa with oxygen gas.
According to FIG. 8, the temperature at the measurement position 63 when the heater is turned on to preheat the heater is 99.5 ° C., and the temperature at the measurement position 63 when the heater is turned on to perform the RTA (actual process). Was 144.5 ° C., the temperature increase rate of the actual process was 110.1 ° C./second, and the overshoot 67 immediately after the temperature was raised to 700 ° C. was 4.7 ° C.

図９は、９００℃の温度、酸素ガスによって０．９ＭＰａの圧力で加圧式ランプアニール処理を施した際のウエハ上の測定位置６２〜６５それぞれの温度と時間の関係を示すグラフである。
図９によれば、ヒーターを予備加熱する為にオンした際の測定位置６３の温度が４９．２℃であり、ＲＴＡ（実プロセス）を行う為にヒーターをオンした際の測定位置６３の温度が９０．３℃であり、実プロセスの昇温レートが１５８．５℃／秒であり、９００℃まで昇温された直後のオーバーシュート６７が２．８℃であった。その後の測定位置６２〜６５における均熱は、１分後が±１０．３５℃であり、５分後が±６．７０℃であり、１０分後が±４．１５℃であった。ヒーターオフ６６の後の降温レートが４２．４℃／秒であった。ヒーターをオフした後３１１秒経過した時６８の温度が１００℃であった。FIG. 9 is a graph showing the relationship between temperature and time at each of the measurement positions 62 to 65 on the wafer when the pressure-type lamp annealing process is performed at a temperature of 900 ° C. and a pressure of 0.9 MPa with oxygen gas.
According to FIG. 9, the temperature at the measurement position 63 when the heater is turned on to preheat the heater is 49.2 ° C., and the temperature at the measurement position 63 when the heater is turned on to perform the RTA (actual process). Was 90.3 ° C., the temperature increase rate of the actual process was 158.5 ° C./second, and the overshoot 67 immediately after the temperature was raised to 900 ° C. was 2.8 ° C. The soaking at subsequent measurement positions 62 to 65 was ± 10.35 ° C. after 1 minute, ± 6.70 ° C. after 5 minutes, and ± 4.15 ° C. after 10 minutes. The temperature lowering rate after the heater off 66 was 42.4 ° C./second. When 311 seconds passed after the heater was turned off, the temperature at 68 was 100 ° C.

上記実験結果から、前記加圧式ランプアニール装置によって加圧式ランプアニール処理を行うことができることが確認された。   From the above experimental results, it was confirmed that the pressure-type lamp annealing process can be performed by the pressure-type lamp annealing apparatus.

尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、前記ランプとしては、種々のランプ光源を用いることが可能であり、ハロゲンランプを光源として用いても良いし、ランプメタルハライドランプや高圧水銀ランプなどのＵＶランプを光源として用いても良い。
また、上記実施の形態では、ＰＺＴ強誘電体キャパシタを作製する方法について説明しているが、他の電子部品を作製することに本発明を適用することも可能である。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, various lamp light sources can be used as the lamp, a halogen lamp may be used as the light source, and a UV lamp such as a lamp metal halide lamp or a high-pressure mercury lamp may be used as the light source.
In the above embodiment, a method for manufacturing a PZT ferroelectric capacitor has been described. However, the present invention can also be applied to manufacturing other electronic components.

本発明の実施の形態による加圧式ランプアニール装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the pressurization-type lamp annealing apparatus by embodiment of this invention. 図１に示すチャンバー及び筐体それぞれと石英ガラスとのシール部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the seal part of each chamber and housing | casing shown in FIG. 1, and quartz glass was expanded. 図１に示す加圧式ランプアニール装置をチャンバー内で切断した平面図である。It is the top view which cut | disconnected the pressurization type lamp annealing apparatus shown in FIG. 1 within the chamber. 図３に示すゲートバルブの一部及び搬送ロボットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of gate valve shown in FIG. 3, and a conveyance robot. 従来のランプアニール装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the conventional lamp annealing apparatus. ランプアニール処理を施すウエハを示す平面図である。It is a top view which shows the wafer which performs a lamp annealing process. 加圧式ランプアニール処理を施した際のウエハ上の測定位置６２〜６５それぞれの温度と時間の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between each temperature and time of the measurement positions 62-65 on a wafer at the time of performing a pressurization type lamp annealing process. 加圧式ランプアニール処理を施した際のウエハ上の測定位置６２〜６５それぞれの温度と時間の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between each temperature and time of the measurement positions 62-65 on a wafer at the time of performing a pressurization type lamp annealing process. 加圧式ランプアニール処理を施した際のウエハ上の測定位置６２〜６５それぞれの温度と時間の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between each temperature and time of the measurement positions 62-65 on a wafer at the time of performing a pressurization type lamp annealing process.

符号の説明Explanation of symbols

１…チャンバー
１ａ…チャンバーの内表面
２…ウエハ
３…載置台
４…石英ガラス
４ａ…略円柱部
４ｂ…鍔
５…ランプヒータ
６…筐体
７…排気ダクト
８…フッ化カルシウム
９…放射温度計
１０…基板
１１…処理室内の高さ
１２…加圧ライン
１３…アルゴンガス供給源
１４〜１６…逆止弁
１７〜１９…フィルタ
２０〜２２…圧力計
２３〜２５…バルブ
２６〜２８…レギュレータ
２９…酸素ガス供給源
３０…ランプ
３１〜３３…マスフローコントローラ
３４〜３６…バルブ
３７加熱ユニット
３８…窒素ガス供給源
３９…可変バルブ
４０…圧力計
４１，４２…開放バルブ
４３…リークバルブ
４４…逆止弁
４５…窒素ガス供給源
４６…ドライエアー供給源
４７，４８…シャワー状ガス通路
４９…ゲートバルブ
５０…ランプ光
５１…第８配管
５２…第９配管
５３…搬送ロボット
５４…カセット
５５…処理室
５６，５８，５９…Ｏリング
６０…照度計
６１…ランプ光
６２〜６５…測定位置
６６…ヒーターオフ
６７…オーバーシュート
６８…ヒーターをオフした後３１１秒経過した時
６９…バルブ
７０…真空ポンプ
８０…石英窓
９０…石英サセプタ
１００…チャンバー
１１０…フッ化バリウム
１２０…パイロメータDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Chamber 1a ... Inner surface of chamber 2 ... Wafer 3 ... Mounting stand 4 ... Quartz glass 4a ... Substantially cylindrical part 4b ... ５ 5 ... Lamp heater 6 ... Housing 7 ... Exhaust duct 8 ... Calcium fluoride 9 ... Radiation thermometer DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate 11 ... Height in process chamber 12 ... Pressurization line 13 ... Argon gas supply source 14-16 ... Check valve 17-19 ... Filter 20-22 ... Pressure gauge 23-25 ... Valve 26-28 ... Regulator 29 ... Oxygen gas supply source 30 ... Lamp 31-33 ... Mass flow controller 34-36 ... Valve 37 Heating unit 38 ... Nitrogen gas supply source 39 ... Variable valve 40 ... Pressure gauge 41,42 ... Open valve 43 ... Leak valve 44 ... Check Valve 45 ... Nitrogen gas supply source 46 ... Dry air supply source 47, 48 ... Shower-like gas passage 49 ... Gate valve 50 ... Lamp light 5 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 8th piping 52 ... 9th piping 53 ... Transfer robot 54 ... Cassette 55 ... Processing chamber 56, 58, 59 ... O-ring 60 ... Illuminance meter 61 ... Lamp light 62-65 ... Measurement position 66 ... Heater off 67 ... Over Chute 68 ... When 311 seconds have passed after turning off the heater 69 ... Valve 70 ... Vacuum pump 80 ... Quartz window 90 ... Quartz susceptor 100 ... Chamber 110 ... Barium fluoride 120 ... Pyrometer

Claims (11)

処理室と、
前記処理室内に配置され、被処理基板を保持する保持部と、
前記処理室内に加圧されたガスを導入するガス導入機構と、
前記処理室内のガスを排気するガス排気機構と、
前記処理室に接して配置された透明部材と、
前記処理室の外部に配置され、前記被処理基板にランプ光が前記透明部材を通して照射されるランプヒータと、
前記透明部材に接して配置されたＯリングと、
前記透明部材の表面に形成された、前記Ｏリングを前記ランプ光から遮るための反射膜と、
を具備することを特徴とする加圧式ランプアニール装置。A processing chamber;
A holding unit disposed in the processing chamber and holding a substrate to be processed;
A gas introduction mechanism for introducing pressurized gas into the processing chamber;
A gas exhaust mechanism for exhausting the gas in the processing chamber;
A transparent member disposed in contact with the processing chamber;
A lamp heater that is disposed outside the processing chamber and irradiates lamp light to the substrate to be processed through the transparent member;
An O-ring disposed in contact with the transparent member;
A reflective film formed on the surface of the transparent member for shielding the O-ring from the lamp light;
A pressure-type lamp annealing apparatus comprising: 請求項１において、前記処理室の内表面に形成された反射膜をさらに具備することを特徴とする加圧式ランプアニール装置。2. The pressurized lamp annealing apparatus according to claim 1 , further comprising a reflective film formed on an inner surface of the processing chamber. 請求項１又は２において、前記反射膜はＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｔｉからなる群から選択された一の金属を主成分とした膜によって形成されたものであることを特徴とする加圧式ランプアニール装置。 3. The reflective film according to claim 1 , wherein the reflective film is formed of a film mainly composed of one metal selected from the group consisting of Al, Au, Ag, Cu, Pt, and Ti. Pressurized lamp annealing equipment. 請求項１乃至３のいずれか一項において、前記透明部材の厚さｔは、アニール処理を行う際の前記処理室内の設計圧力をＰ（単位：Ｐａ）とし、前記処理室内から前記透明部材が圧力を受ける面の面積をＡ（単位：ｍｍ２）とし、前記透明部材の曲げ応力をσb（単位：Ｎ／ｍｍ２）としたときに下記式を満たすものであることを特徴とする加圧式ランプアニール装置。
１０（ＰＡ／σb）１／２≦ｔ≦７５（ＰＡ／σb）１／２ The thickness t of the transparent member according to any one of claims 1 to 3 , wherein a design pressure in the processing chamber when annealing is performed is P (unit: Pa), and the transparent member is inserted from the processing chamber. A pressurization system characterized by satisfying the following formula when the area of the pressure receiving surface is A (unit: mm 2 ) and the bending stress of the transparent member is σb (unit: N / mm 2 ) Lamp annealing equipment.
10 (PA / σb) 1/2 ≦ t ≦ 75 (PA / σb) 1/2 請求項１乃至４のいずれか一項において、前記保持部に保持される被処理基板の表面と略垂直方向の前記処理室の長さが５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする加圧式ランプアニール装置。5. The pressurization lamp according to claim 1 , wherein the length of the processing chamber in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate to be processed held by the holding portion is 5 mm or more and 100 mm or less. Annealing equipment. 請求項１乃至５のいずれか一項において、前記ガス導入機構は、マスフローコントローラと、該マスフローコントローラの上流側と下流側の差圧を作るレギュレータと、をさらに具備することを特徴とする加圧式ランプアニール装置。The pressurization method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the gas introduction mechanism further includes a mass flow controller and a regulator that creates a differential pressure between the upstream side and the downstream side of the mass flow controller. Lamp annealing equipment. 請求項１乃至６のいずれか一項において、前記ガス導入機構は、前記処理室内にシャワー状のガスを供給するものであることを特徴とする加圧式ランプアニール装置。7. The pressurized lamp annealing apparatus according to claim 1 , wherein the gas introduction mechanism supplies a shower-like gas into the processing chamber. 請求項１乃至７のいずれか一項において、前記ガス排気機構は、前記処理室内のガスをシャワー状に排気するものであることを特徴とする加圧式ランプアニール装置。8. The pressurized lamp annealing apparatus according to claim 1 , wherein the gas exhaust mechanism exhausts the gas in the processing chamber in a shower shape. 請求項１乃至８のいずれか一項において、前記処理室内に前記被処理基板を導入する導入口及び該導入口を開閉させる弁体を備えたゲートバルブと、前記弁体に接して配置され、前記弁体に対して前記処理室とは逆側に配置されたＯリングとをさらに具備することを特徴とする加圧式ランプアニール装置。In any one of Claims 1 thru / or 8 , it is arranged in contact with the valve body provided with the gate valve provided with the inlet which introduces the substrate to be processed in the processing room, and the valve body which opens and closes the inlet, A pressure-type lamp annealing apparatus, further comprising an O-ring disposed on the side opposite to the processing chamber with respect to the valve body. 請求項１乃至９のいずれか一項において、前記ガス導入機構によって前記処理室内にガスを導入しつつ前記処理室内のガスを前記ガス排気機構によって排気することにより、前記処理室内を加圧した状態で前記被処理基板をアニール処理するように制御する制御部をさらに具備することを特徴とする加圧式ランプアニール装置。The state in which the processing chamber is pressurized by exhausting the gas in the processing chamber by the gas exhaust mechanism while introducing the gas into the processing chamber by the gas introduction mechanism according to any one of claims 1 to 9. And a control unit for controlling the substrate to be annealed by the pressure lamp annealing apparatus. 請求項１乃至９のいずれか一項において、前記ガス導入機構によって前記処理室内にガスを導入しつつ前記処理室内のガスを前記ガス排気機構によって排気することにより前記処理室内を加圧した後、前記ガス導入機構及び前記ガス排気機構それぞれを停止させた状態で前記被処理基板をアニール処理するように制御する制御部をさらに具備することを特徴とする加圧式ランプアニール装置。In any one of Claims 1 thru / or 9 , after pressurizing the processing chamber by exhausting the gas in the processing chamber by the gas exhaust mechanism while introducing gas into the processing chamber by the gas introduction mechanism, A pressurizing lamp annealing apparatus, further comprising a control unit that controls the substrate to be annealed in a state where the gas introduction mechanism and the gas exhaust mechanism are stopped.
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